우리의 일상과 산업 전반에 깊이 스며든 3D 재구성 기술이 한층 더 발전했다. UNIST 연구팀이 개발한 정밀 3D 모델링 기술은 문화재 복원에 새로운 가능성을 열어줄 전망이다.
인공지능대학원의 주경돈 교수팀은 물체의 형상을 세밀하게 재구성하는 DITTO(Dual and Integrated Latent Topologies) 기술을 개발했다. 점을 찍어 형태를 그리는 점구름 방식과 상자 안에 물체를 그리는 격자 방식을 합친 것이다.
그림1. DITTO 기술의 개요
DITTO 기술은 점구름 데이터를 격자 형태로 변환하고, 두 가지 데이터를 동시에 활용해 중요한 정보를 추출한다. DSPT(Dynamic Sparse Point Transformer) 분석 도구를 통해 점구름 데이터를 정밀하게 분석하며, 복잡하고 얇은 물체도 정밀하게 모델링할 수 있는 중요한 특징을 뽑아낸다. 의학, 로봇공학, 가상현실 등 다양한 산업 분야에서 3D 모델링의 정확도를 크게 높일 가능성을 보인 것이다.
그림2. DITTO 기술과 기존 방법론의 개념적 비교
추출된 데이터를 바탕으로 IID(Integrated Implicit Decoder)는 3D 공간의 특정 위치가 물체 내부인지 외부인지를 예측한다. 이를 통해 기존 기술보다 더 정확하고 세밀한 3D 재구성이 가능해졌다.
그림3. ShapeNet에서 3천 개의 입력 점으로 객체 수준 3D 재구성 비교
정확도가 높아진 3D 모델링 기술은 손상되거나 파손된 문화재를 정밀하게 복원할 수도 있다. 정교한 형상과 질감을 정확하게 표현해 원형을 재현하는 데 있어 중요한 도구가 될 것으로 기대된다.
그림4. Synthetic Rooms 데이터셋에서 장면 수준 재구성 성능 평가
주경돈 교수는 “이번 연구는 3D 재구성의 정확성을 높이는 것을 넘어, 3D 데이터를 사용하는 다양한 기술에 새로운 방법을 제시한다”며 “메타버스 및 CAD/CAE 등 콘텐츠와 산업 전반에 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다.
제1저자 심재혁 연구원은 “이 기술은 3D 데이터를 표현하는 새로운 방법이 될 수 있어 기술 발전 가능성이 크다”며 “다양한 학계 및 산업계와의 협업이 기술 발전에 중요한 역할을 할 것”이라고 덧붙였다.
